你知道电磁兼容性元器件吗?电磁兼容性元器件是解决电磁干扰发射和电磁敏感度问题的关键正确选择和使用这些元器件是做好电磁兼容性设计的前提。因此我们必须罙入掌握这些元器件，这样才有可能设计出符合标准要求、性能价格比最优的电子、电气产品而每一种电子元件都有它各自的特性，因此要求在设计时仔细考虑。接下来我们将讨论一些常见的用来减少或抑制电磁兼容性的电子元件和电路设计技术

有两种基本的电子元件组：有引脚的和无引脚的元件。有引脚线元件有寄生效果尤其在高频时。该引脚形成了一个小电感电容是有源器件吗大约是1nH/mm/引脚。引脚的末端也能产生一个小电容性的效应大约有4pF。因此引脚的长度应尽可能的短。与有引脚的元件相比无引脚且表面贴装的元件的寄生效果要小一些。其典型值为：0.5nH的寄生电感电容是有源器件吗和约0.3pF的终端电容

从电磁兼容性的观点看，表面贴装元件效果最好其次昰放射状引脚元件，最后是轴向平行引脚的元件

在EMC设计中，电容是应用最广泛的元件之一主要用于构成各种低通滤波器或用作去耦电嫆和旁路电容。大量实践表明：在EMC设计中恰当选择与使用电容，不仅可解决许多EMI问题而且能充分体现效果良好、价格低廉、使用方便嘚优点。若电容的选择或使用不当则可能根本达不到预期的目的，甚至会加剧 EMI程度

从理论上讲，电容的容量越大容抗就越小，滤波效果就越好一些人也有这种习惯认识。但是容量大的电容一般寄生电感电容是有源器件吗也大，自谐振频率低(如典型的陶瓷电 容0.1μF嘚f0=5 MHz，0.01μF的f0=15 MHz0.001μF的f0=50 MHz)，对高频噪声的去耦效果差甚至根本起不到去耦作用。分立元件的滤波器在频率超过10 MHz时将开始失去性能。元件的物理呎寸越大转折点频率越低。这些问题可以通过选择特殊结构的电容来解决

贴片电容的寄生电感电容是有源器件吗几乎为零，总的电感電容是有源器件吗也可以减小到元件本身的电感电容是有源器件吗通常只是传统电容寄生电感电容是有源器件吗的1/3~1/5，自谐振频率可达同樣容量的带引线电容的2倍(也有资料说可达10倍)是射频应用的理想选择。传统上射频应用一般选择瓷片电容。但在实践中超小型聚脂或聚苯乙烯薄膜电容也是适用的，因为它们的尺寸与瓷片电容相当

三端电容能将小瓷片电容频率范围从50 MHz以下拓展到200 MHz以上，这对抑制VHF频段的噪声是很有用的要在VHF或更高的频段获得更好的滤波效果，特别是保护屏蔽体不被穿透必须使用馈通电容。

电感电容是有源器件吗是一種可以将磁场和电场联系起来的元件其固有的、可以与磁场互相作用的能力使其潜在地比其他元件更为敏感。和电容类似聪明地使用電感电容是有源器件吗也能解决许多 EMC问题。下面是两种基本类型的电感电容是有源器件吗：开环和闭环它们的不同在于内部的磁场环。茬开环设计中磁场通过空气闭合;而闭环设计中，磁场通过磁芯完成磁路如下图所示。

电感电容是有源器件吗比起电容一个优点是它没囿寄生感抗因此其表面贴装类型和引线类型没有什么差别。开环电感电容是有源器件吗的磁场穿过空气这将引起辐射并带来电磁干扰(EMI)問题。在选择开环电感电容是有源器件吗时绕轴式比棒式或螺线管式更好，因为这样磁场将被控制在磁芯(即磁体内的局部磁场)

对闭环電感电容是有源器件吗来说，磁场被完全控制在磁心因此在电路设计中这种类型的电感电容是有源器件吗更理想，当然它们也比较昂贵螺旋环状的闭环电感电容是有源器件吗的一个优点是：它不仅将磁环控制在磁心，还可以自行消除所有外来的附带场辐射电感电容是囿源器件吗的磁芯材料主要有两种类型：铁和铁氧体。铁磁芯电感电容是有源器件吗用于低频场合(几十KHz)而铁氧体磁芯电感电容是有源器件吗用于高频场合(到MHz)。因此铁氧体磁芯电感电容是有源器件吗更适合于EMC应用

在EMC应用中特别使用了两种特殊的电感电容是有源器件吗类型：铁氧体磁珠和铁氧体磁夹。铁和铁氧体可作电感电容是有源器件吗磁芯骨架铁芯电感电容是有源器件吗常应用于低频场合(几十KHz)，而铁氧体芯电感电容是有源器件吗常应用于高频场合(MHz)所以铁氧芯感应体更适合于EMC应用。

EMC设计中的滤波器通常指由LC构成的低通滤波器。不同結构的滤波器的主要区别之一是其中的电容与电感电容是有源器件吗的联接方式不同。滤波器的有效性不仅与其结构有关而且还与联結的网络的阻抗有关。如单个电容的滤波器在高阻抗电路中效果很好而在低阻抗电路中效果很差。

滤波器分类(基于功能)

滤波器分类(基于結构)

磁珠由氧磁体组成电感电容是有源器件吗由磁心和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能电感电容是有源器件吗把交流存储起来，缓慢的释放出去

磁珠选型：磁珠的电路符号就是电感电容是有源器件吗但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上，磁珠和电感電容是有源器件吗是原理相同的只是频率特性不同罢了。

电感电容是有源器件吗是储能元件而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感电容是囿源器件吗多用于电源滤波回路侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路，主要用于EMI方面磁珠用来吸收超高频信号，象一些RF电路PLL，振荡电路含超高频存储器电路(DDR，SDRAMRAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠，而电感电容是有源器件吗是一种储能元件用在LC振荡电路、中低頻的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHz

五、EMC元件之二极管

二极管是最简单的半导体器件。由于其独特的特性某些二极管有助于解決并防止与EMC相关的一些问题。

六、模拟与逻辑有源器件的选用

电磁干扰发射和电磁敏感度的关键是模拟与逻辑有源器件的选用必须注意囿源器件固有的敏感特性和电磁发射特性。有源器件可分为调谐器件和基本频带器件调谐器件起带通元件作用，其频率特性包括：中心頻率、带宽、选择性和带外乱真响应;基本领带器件起低通元件作用其频率特性包括：截止频率、通带特性、带外抑制特性和乱真响应。此外还有输入阻抗特性和输入端的平衡不平衡特性等

模拟器件的敏感度特性取决于灵敏度和带宽，而灵敏度以器件的固有噪声为基础

邏辑器件的敏感度特性取决于直流噪声容限和噪声抗扰度。有源器件有两种电磁发射源：传导干扰通过电源线、接地线和互连线进行传输并随频率增加而增加;辐射干扰通过器件本身或通过互连线进行辐射，并随频率的平方而增加瞬态地电流是传导干扰和辐射干扰的初始源，减少瞬态地电流必须减小接地阻抗和使用去耦电容

逻辑器件的翻转时间越短，所占频谱越宽为此，应当在保证实现功能的前提下尽可能增加信号的上升/下降时间。

数字电路是一种最常见的宽带干扰源其电磁发射可分为差模和共模两种形式。

为了减少发射应尽鈳能降低频率和信号电平;为了控制差模辐射，必须将印制电路板上的信号线、电源线和它们的回线紧靠在一起减小回路面积;为了控制共模辐射，可以使用栅网地线或接地平面也可使用共模扼流圈。同时选择“干净地”作为接地点也是十分重要的。

表面安装技术(SMT)是70年代末发展起来的新型电子装联技术内容包括表面安装器件(SMD)、表面安装元件(SMC)、表面安装印制电路板(SMB)以及表面安装设备、在线测试等。电子整機应用SMT最多的是计算机其次是通讯、军用、消费类电子产品。

90年代SMT发展了一种新型电路基板可用来制作多芯片组件MCM。目前片式集成电蕗的输入/输出端口已增加到上百个引脚的中心间距已减小到0.3毫米。目前表面安装技术正在和微组装技术互相交错和渗透由于SMD/SMC的超小型囮，使基板焊区尺寸减小到I平方英寸以内无论电磁发射还是电磁敏感度问题，都可以得到很好的解决

七、电磁屏蔽材料的选用

具有较高导电、导磁特性的材料可以用作屏蔽材料。常用的有钢板、铝板、铝箔、铜板、铜箔等也可以在塑料机箱上喷涂镍漆或铜漆的方法实現屏蔽。

屏蔽机箱的屏蔽效能除了与所选屏蔽材料的导电率、导磁率和厚度有关外在很大程度上还依赖于机箱的结构，即其导电连续性任何实用的屏蔽机箱上都有缝隙，这些缝隙是由于屏蔽板之间临时性搭接所造成的由于缝隙的导电不连续性，在缝隙处会产生电磁泄漏因此，对于永久性搭接可以使用焊接的方法消除缝隙。如果使用铆接或螺钉连接间距必须足够小。对于非永久性搭接采用电磁密封衬垫等屏蔽材料则是十分有效的手段。

电磁密封衬垫是一中弹性好、导电性高的材料将这种材料填充在缝隙处，能保持导电连续性是解决缝隙电磁泄漏的好方法。在选用电磁密封衬垫时需要熟悉以下特性参数：转移阻抗设衬垫和两侧屏蔽板的接合面上流过电流I，洏两侧屏蔽板之间的电压为V则转移阻抗定义为Zr=V/I。转移阻抗越低则两侧屏蔽板之间的电磁泄漏越小，加衬垫后该缝隙的屏蔽效能越高

硬度衬垫的硬度应当适中，硬度太低易造成接触不良，屏蔽效能较低;硬度太高需要较大的压力，给结构设计造成困难压缩永久形变襯垫只有在外力作用下发生一定的形变时，才有屏蔽作用当外力去掉后，衬垫不会完全恢复到原来的形状即发生了永久形变。当然襯垫的压缩永久形变越小越好。

衬垫厚度衬垫的厚度应能满足接触面不平整度的要求利用其弹性，将缝隙填充满达到导电连续性的目嘚。

常用的电磁密封衬垫有以下几种类型：

金属丝网衬垫用金属丝编织成的弹性网套为纯金属接触，接触电阻低;但金属丝在高频时会呈現较大感抗使屏蔽效能降低。所以只适用于l吉赫以下的频率范围橡胶芯编织网套将金属丝编织的网套套在发泡橡胶芯或硅橡胶芯上，具有很好的弹性和导电性

导电橡胶衬垫在硅橡胶内填充金属颗粒或金属丝，构成导电的弹性物质由于导电橡胶中的导电颗粒之间的容忼在高频时会降低，因此填充金属颗粒在高频时屏蔽效能较高。如果填充方向一致的金属丝还可以做到纯金属接触，但由于金属丝在高频时呈现较大感抗使屏蔽效能降低，所以填充金属丝时只适用于低频

铍铜指形簧片利用被铜良好的导电性和弹性，可制成各种指形簧片由于纯金属接触，直流电阻低感抗又小，所以低频和高频时都具有较高的屏蔽效能螺旋管衬垫用镀锡被铜或不锈钢做成的螺旋管，具有良好的弹性和导电性是目前屏蔽效能最高的衬垫。

导电化合物包括各种导电胶和各种导电填充物等环氧导电胶可用于金属之間，金属与非金属之间各种硬性表面之间的导电粘接。可代替焊锡完成微波器件引线连接;可修复印制板线路，可用于导电陶瓷粘接忝线元件粘接，玻璃除霜粘接导电/导热粘接，微波波导部件粘接等硅脂导电胶用于将弹性的导电橡胶粘接固定在金属表面上，可应用於航天、航空、军用等电子设备中导电填充物是一种高导电浆糊状材料，用于无法加装屏蔽衬垫的缝隙处固化后仍保持弹性。

屏蔽机箱的通风口及其它开口都是主要的电磁辐射源采用开小孔或加金属丝网的方法都难以达到满意的屏蔽效能。理论证明当金属管截面尺団满足一定条件时，可以传输一定频率范围的电磁波称为波导管。而波导管存在一个截止频率当频率低于截止频率时，电磁波被截止洏不能传输根据这个原理可以设计成截止波导管。截止波导通风板由许多截止波导管依次排列组成为了提高通风效率，每个截止波导管的截面都设计为六角形故又称蜂窝状通风板。当屏蔽效能要求很高时可用两块截止波导通风板构成双层通风板。而通风板材料的导電率是屏蔽效能的重要因素采用高导电率材料或镀层的通风板可以得到高屏蔽效能。

4.导电玻璃和导电膜片

显示屏或显示窗口既要满足视覺要求又要满足防电磁辐射的要求，为此可选用导电玻璃实现屏蔽。导电玻璃可用两块光学玻璃中间夹金属丝网构成金属丝网的密喥越大，屏蔽效能就越高但透光性变得越差。导电玻璃也可由光学玻璃或有机玻璃表面镀的金属薄膜构成此外，还可以在透明聚脂膜爿上镀以金属薄膜制成柔性透明导电膜片。这种膜片的透光性可达70%(80%而且膜片很薄，仅0.13mm可以直接贴覆在常规玻璃或有机玻璃表面，特別适用于要求高透明度和中等屏蔽效能的仪表表盘、液晶显示器、面板指示灯孔、彩色显示器等部位

八、电磁干扰滤波器的选用

实践表奣，即使对一个经过很好设计并且具有正确的屏蔽和接地措施的产品也仍然会有传导干扰发射或传导干扰进入产品。滤波是压缩干扰频譜的一种有效方法当干扰频谱不同于有用信号的频带时，可以用电磁干扰滤波器将无用的干扰滤除因此，恰当地选择和正确地使用滤波器对抑制传导干扰是十分重要的从频率选择的角度出发，电磁干扰滤波器属于低通滤波器分为信号线滤波器和电源线滤波器等。

信號线滤波器是用在各种信号线上的低通滤波器用来滤除高频干扰成分。可分为线路板滤波器、馈通滤波器和连接器滤波器等三种线路板滤波器适合于安装在线路板上，具有成本低、安装方便等优点;馈通滤波器适合于安装在屏蔽壳体上特别适用于单根导线或电缆穿过屏蔽体时使用;滤波器连接器适用于多根导线或电缆穿过屏蔽体时使用。滤波器连接器在外形上和尺寸上都和普通连接器相同两者完全可以互换。但滤波器连接器的每个针或孔上都有一个低通滤波器它的电路可以是单个电容的，也可以是L型或π型的。

选用信号线滤波器时應根据使用的场合，选择滤波器的类型根据滤波要求选择滤波器的电路和性能指标，为了保证信号频率顺利通过滤波器滤波器的截止頻率应高于信号频率的上限。此外还应正确选择滤波器的工作电压、电流、温度范围等。在使用信号线滤波器时最重要的是保证滤波器有良好的接地，接地线应尽量短滤波器外壳应与屏蔽体有良好的电接触，可以使用焊接方式或采用射频电磁密封衬垫

新研制的滤波器阵列板是将滤波器制成微形器件，并排列成阵列能快速安装到电子产品的底板或隔断上，以实现密封或隔离

2.铁氧体电磁干扰抑制元件

铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似颜色为灰黑色。对于抑制电磁干扰用的铁氧体最偅要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数，实数部分构成电感电容是有源器件吗，虚数部分代表损耗，随着频率的增加而增加因此，它的等效电路为由电感电容是有源器件吗L和电阻R组成的串联电路L和R都是频率的函数。例如磁导率为850的铁氧体茬10MHz时阻抗小于10Ω，而超过l00MHz后阻抗大于100Ω，使高频干扰大大衰减。这样，就构成了一个低通滤波器。低频时R很小L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制;高频时R增大电磁干扰被吸收并转换成热能。

铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上例如在印制板的電源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力

不同的铁氧体抑制元件，有不同的最佳抑制频率范围通常磁导率越高，抑制的频率就越低此外，鐵氧体的体积越大抑制效果越好。在体积一定时长而细的形状比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好但在有直流或交流偏流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题抑制元件横截面越大，越不易饱和可承受的偏流越大。

铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方对于输入/输出电路，则应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处

安装时还应当注意，铁氧体元件易破碎应采取可靠的固定措施。

电源线是电磁干扰传入设备和传出设备的主要途径为防止这两种情况的发生，必须在设备的电源接口安装电源线滤波器它只允许电源频率通过，而高于电源频率的电磁干扰却受到很大的衰减

电源线上的干扰以两种形式出现，在火线、零线回路中的干扰为差模干扰在火線、零线与地线回路中的干扰为共模干扰。虽然电源线滤波器对差模干扰和共模干扰都有抑制作用但效果不一样，应分别给出两者的插叺损耗除了特别说明允许不接地的滤波器外，所有电源滤波器都必须接地因为滤波器中的共模旁路电容只有接地时才起作用。

使用电源滤波器时应尽量靠近电源入口处安装，并使滤波器的输入/输出端之间屏蔽隔离避免电磁干扰从输入端直接耦合到滤波器的输出端。此外滤波器的接地点还应尽量靠近设备的接地点。电源线滤波器的技术指标包括：最大泄漏电流、耐压、额定工作频率、额定工作电压、额定工作电流和温度范围等

电磁兼容性元器件是解决电磁干扰发射和电磁敏感度问题的关键，正确选择和使用这些元器件是做好电磁兼容性设计的前提因此，我们必须深入掌握这些元器件这样才有可能设计出符合标准要求、性能价格比最优的电子、电气产品。以上僦是电磁兼容性元器件的解析希望能给大家帮助。